中央空调节能运行方法探讨_本科毕业论文(编辑修改稿)

中央空调节能运行方法探讨_本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

佳的节能运行。 如电网电压变化或电动机的负荷改变 ,黄冈职业技术学院毕业论文 11 则功率因数随即发生变化 ,节能器调整输出电压或频率 ,维持功率因数在预定的设定值上。 该节能器还具有逆变功能 ,将电机停车时产生的惯性转为电能回送电网。 另外 ,在电动机起动时 ,节能器的输出电压和频率是逐渐增加的 ,从而实现了软起动 ,极大地减小了电动机的起动电流 ,减少了对电网电压的冲击 ,节能效果显著。 风 机水泵类变频控制 [5] 因为过去交流电机本身不调速 , 中央空调系统对空气和水流量的控制不得不依赖挡板和阀门来调节 ,许多电能被白白浪费在挡板和阀门上。 如果对风机水泵进行变频调速 , 把浪费在挡板和阀门上的能量节省下来 , 每台水泵平均节能效果就很可观。 对于风机水泵来说 , 根据流体力学原理 , 在相似工况下运行时的参数存在以下关系 :(1) 其中 : Q H N n1: 分别为转速改变前的流量、扬程、功率、转速。 Q H N n2: 分别为转速改变后的流量、扬程、功率、转速。 由公式 (1) 可知 , 流 量与转速成正比 , 压力与转速的平方成正比 , 消耗的功率与转速的三次方成正比。 对于变频调速来说 , 转速 n 基本上与电源频率 f 成正比 , 当电源频率 f 降低时 , 电机转速也降低 , 所需的功率就随转速的三次方迅速降低 , 可见 , 节能效果十分显著。 以风机为例 , 如所需风量为额定风量的 80%,则转速也下降为额定转速的 80%, 而轴功率降 %。 当所需风量为额定风量的 50%时 , 而轴功率降 %。 这种节电效果也非常可观。 实际证明 , 风机水泵类变频控制节能 40%～ 50%。 冷水机组变频 控制 [6] 由于压缩机不排除在满负载状态下长时间运行的可能性 , 所以 , 只能按最大需求来决定电动机的容量 , 故设计裕量一般偏大。 在实际运行中 , 轻载运行的时间所占的比例是非常高的。 采用变频控制对压缩机转速进行调节 , 实现对制冷量的控制 , 让冷冻机组始终处于最佳 (最合理 )的运行状态。 变频控制提高了空调器的效率 , 改善了冷冻机组的运行效果 , 从而实现了节能。 变频压缩机的原理是通过调节压缩机的转速而调节压缩机的单位时间内的排气量 , 从而达到调节制冷量的目的。 制冷量与频率成正比关系 , 所2121 nn  22121  nnHH32121  nnNN黄冈职业技术学院毕业论文 12 以采用变频调节可实现对制冷量 的控制 , 从而可达到节能效果。 有些调节方式 ( 如调节阀门开度和改变叶片角度 ), 即使在需求量较小的情况下 , 也不能减少电动机的运行效率。 采用了变频调速后 , 在需求量较小时 , 可降低电动机的转速 , 减少电动机的运行功率 , 从而进一步实现节能。 实际证明 , 冷水机组变频控制可节能 20%～ 30%。 水蓄冷技术 蓄冷技术作为电力供应需求侧管理 (DSM)的重要手段之一 ,在国外已得到广泛的应用 .近年来 ,国内的研究与设计单位也已进行了一些尝试 ,并取得了较好的效果。 随着分时计费电价结构的推广和峰谷电价差的扩大 ,蓄冷 技术在我国的应用将会越来越普及。 采用水蓄冷的集中能源中心方式，蓄冷可起到“削峰填谷”的作用，缓解用电紧张，提高能源利用效率，减少装机容量，充分利用峰谷电价，节省运行费用。 水蓄冷是利用水的显热来储存冷量的。 系统组成是在常规供冷系统中加人了一个或多个蓄水罐。 为实现冷量的储存 ,满足冷负荷的需要 ,设计合理的水蓄冷罐应能通过维持一个尽可能大的蓄水温差并防比冷水与热水的混合来获得最大的蓄冷效率。 水蓄冷技术的应用与否取决于薄项目的技术经济分析 ,增加蓄冷罐就增加了一部分初投资 ,若能在短时间内收回这部分投资 ,则便于该技术 的推广 .我国目前正推广实行的峰谷不同电价的政策将为促进蓄冷技术的应用起到了积极的推动作用 .随着经济的发展和人民生活水平的提高 ,供电和用电之间的矛盾日益突出 .积极推广应用水蓄冷技术对于在建设社会主义市场经济的条件下 ,提高需求侧负荷管理的科学性和经济性 ,提高能源利用率是十分有益的 .水蓄冷技术在食品加工、制药等行业的工艺用冷 ,以及体育馆、大厦等建筑物的空调方面有着相当广泛的应用前景。 大空间采暖 辐射传热的房间里，各个表面（仅仅是表面）相互进行辐射传热。 由于维护结构传热的速度相对较慢，其表面温度容易达到相 对稳定的状态，实测显示此时虽然维护结构由于表面温度的降低，维护结构的传热量由于内外温差加大有所增加，但增加并不明显。 人作为热源向冷顶、墙壁和所有低于人体表面温度的表面发射热量，各表面吸收的热量最后都被辐射板吸收，传递给辐射板的流动冷媒。 人体在室内移动是热源的移动，人体移去的空间回复到原来的平衡状态，对应该处的辐射传热量也减少到原来的相对稳定状态。 辐射传热具有追踪能力而且具有极快的传递速度。 人体在辐射房间内与穿着了空调黄冈职业技术学院毕业论文 13 衣相似，具有极高的效率。 另一方面当室内各表面温度接近辐射板温度时，辐射传热负荷急剧减少，供回 水温差下降，主机能耗非常低，而此时人员的舒适度是最好的。 这种状态和对流空调完全相反，实践证明， RCF 舒适度保持较高的水平时，空调能耗没有显著的增加。 采用地板辐射采暖加周边散热器采暖，增加人员活动区的热舒适，减少顶部空间的耗能。 另外在大空间采用分层和置换通风，尽量减少无效空间区域的能量消耗，只满足有效区域的舒适度。 采用 CFD 的方法，对大空间的空调气流组织进行了分析，得到了很好的验证。 如游泳馆空调比赛区空间温度可以被控制于 28℃ 到 29℃ 之间。 室内的温度分层非常明显，屋顶最高点温度却达到了 40℃ 以上。 ,减少管道冷 t 损失 在中央空调系统中 ,不同性质的空调对象共用同一冷冻水系统。 不同性质的空调对象在不同季节、不同时段有着不同的空调要求 ,如冬季地处南方的客房及写字楼基本上不需要送冷冻水 ,而餐厅却需要。 但在深夜餐厅停止营业后又可将餐厅空调的冷水关掉。 为了实现分区时段控制 ,对不同性质区域的冷水管加装电磁阀 ,并在冷冻机房实现集中控制 ,有效地减轻冷冻机负荷。 另外 ,在室外温度较低时 ,增加空调间的新风量 ,减少空 调能耗 ,这些方法都可降低空调用电。 总之 ,通过各种行之有效的节能措施 ,大地减少中央空调系统中的电能消耗和空调设备散发的空调空间的热量，冷气空调不必再使用更多的电力来维护凉爽的室温，反而可以节省电能。 同时，由于减少能耗也延长了设备的使用寿命。 由此可见中央空调系统中实施节能可谓意义重大。 黄冈职业技术学院毕业论文 14 第五章 系统方案节能 一些专家针对暖通空调系统设计过程中室内空气参数标准的合理取值对空调能耗的影响 ,探讨了空调负荷、空调能耗和空调系统节能的基本概念 ,对室内空气温度和相对湿度标准对空调系统能耗的影 响进行了计算分析 ,结果表明科学认识室内空气参数标准的合理取值对空调系统能耗的影响对当前建筑节能意义重大。 空调系统节能条件需要具体分析 ,针对不同类型的建筑和不同的空调方式 ,其室内空气设计标准的影响不同 ,空调过程设计对空调系统节能具有重要影响。 室内相对湿度对空调能耗的影响十分明显。 与其提高室内空气干球温度 ,不如降低房间内空气的相对湿度 ,在节能的同时 ,还能获得更佳的人体舒适感和室内空气质量 ,同时也顺应当前国际空调界降低室内相对湿度的大潮，响应全球节能组织的号召。 参数选择 若空调室外计算参数为定值时， 夏季空调室内空气计算温度和湿度越低，房间的计算冷负荷就越大。 系统耗能也越大。 在满足舒适要求的条件下，要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度，尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度，不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干，冬季室内设计温度过高 空调冷负荷的计算 我国在 1982 年经评议通过了两种新的冷负荷计算方法：谐波反应法和冷负荷系数法。 两种方法都合理地考虑了显热得热中辐射成分转化为冷负荷时的幅度衰减和时间延迟作用，这对于正确计算空调设计负荷，从而节能降耗具有重要意义。 但是，该方法提供的数据适用于传统 重型和中型结构，而缺少新型建筑墙体的数据。 设计时最好应充分考虑并合理采用相近数据。 还可以采用计算软件使计算更加快速准确。 另外，目前我国的现状造成很多设计都依靠估算。 尽管各种估算的方法都有一定的理论或经验依据，但是估算本身的实质就是将各项冷负荷峰值与围护结构冷负荷峰值简单相加，从而使计算黄冈职业技术学院毕业论文 15 结果过于安全。 因此，建筑物冷负荷的最大值应为每个房间逐时负荷叠加的最大值，而不是简单地将每个房间的最大冷负荷进行益加，还应考虑同时使用系数，以减少主机的设计容量，达到减少运行能耗的目的。 同时使用系数应按实际情况定，设计者可根据 工程规模、用途等特点，参照已建工程经验确定，一般为。 [7] 温湿度控制 从中央空调系统空气处理过程可以看出 , 夏季室内温度越低、相对湿度愈低 , 系统设备耗能愈大。 冬季室内温度越高、相对湿度愈高 , 系统设备耗能愈大 , 相应地初投资和运行费用也随之增大。 由于每个人对舒适感的要求标准差别很大 , 故对民用中央空调可有一个范围较宽的舒适区。 在该舒适区范围内 , 夏季降温时 , 取较高的温湿度值。 冬季采暖时 , 取较低的温湿度值 , 可获得一定的节能效果。 建筑内温湿度 的变化与建筑节能有着紧密的相关性，根据经验统计资料表明 , 如果在夏季将设定值温度下调 1℃ , 将增加 9%的能耗。 如果在冬季将设定值温度上调 1℃ , 将增加 12%的能耗。 因此将建筑内温湿度控制在设定值精度范围内是大楼中央空调节能的有效措施。 为降低能耗 , 空调房间室内温湿度基数 , 在满足生产需要和人体健康的情况下 , 夏季尽可能提高 , 冬季应尽可能降低。 现在有些业主盲目追求“够冷”境界 , 大幅度提高室内温湿度计标准 , 这样做 , 不仅无谓地浪费大量能源 , 而且还会产生舒适感的负面效应。 空调系统温度控制精度越高 , 舒适性越好 , 同时节能效果也越明显。 而空调系统前端所测信号准确性直接影响到中央空调系统的精确控制程度。 所以 , 所测信号 , 尤其是温湿度这样的模拟信号 , 须尽可能准确。 还有 , 一定要选用高控制精度的 BAS 对中央空调进行控制。 因为 , BAS 采用 DDC( 直接数字控制器 ) 直接控制电动水阀阀门的开度 , 而无须中间调节器。 另外 , DDC 内含有丰富的计算控制软件 , 如比例积分微分(PID) 算法、模糊控制算法、遗传算法等 , 来保证控制的精确度。 冷源效率控制 [8] 夏季 ,中央空调空调系统承担着 排除室内余热、余湿 ,并改善室内空气品质的重要任黄冈职业技术学院毕业论文 16 务。 在常规中央空调系统中 ,夏季空调热湿负荷都是由同一个冷源承担的 ,因受制于系统除湿的需要 ,其冷源普遍采用了低温蒸发系统 (蒸发温度 0℃ ~5℃、冷冻水进出口温度为12℃ /7℃ ),因此冷源工作效率普遍较低。 针对上述问题 ,本文主要浅析一下目前实际工程应用中可行的空调系统方案。 评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数 (COP,Coefficient Of Performance )。 制冷系数指单位功耗所能获得的冷量。 制冷系数与制冷剂的性质无关 , 仅取决于被冷却物的温度 T0 和冷却剂温度 Tk, T0 越高 , Tk 越低 , 制冷系数越高。 所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高 , 否则制冷系数就会较低 , 产生单位冷量所需消耗的功量多 , 耗电量高 , 增加建筑的能耗。 提高冷源效率可采取以下措施 : 降低冷却水温度 由于冷却水温度越低，冷机的制冷系数就越高。 冷却水的供水温度每上升 1 摄氏度，冷机的 COP 下降近 4%.降低冷却水温度就需要加强冷却塔的运行管理。 首先，对于停止运行的冷却塔，其进出水管的阀门应该关闭。 否则，因为来自停开的冷却塔的水温度较高，混 合后的冷却水水温就会提高，冷机的制冷系数就减低了。 其次，冷却塔使用一段时间后，应及时检修，否则冷却塔的效率会下降，不能充分地为冷却水降温。 提高冷冻水温度 由于冷冻水温度越高，冷机的制冷效率就越高。 冷冻水供水温度提高 1 摄氏度，冷机的制冷系数可提高 3%，所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。 首先，不要设置过低的冷机冷冻水设定温度。 其次，一定要关闭停止运行的冷机的水阀，防止部分冷冻水走旁通管路，否则，经过运行中的冷机的水量就会减少，导致冷冻水的温度被冷机降到过低的水平。 首先， 在空调系统设计之初选定空调方案（系统方式）时，即应将节能作为重要依黄冈职业技术学院毕业论文 17 据之一。 中央空调能耗一般包括三部分空调冷热源；空调机组及末端设备；水或空气输送系统。 这三部分能耗中，冷热源能耗约占总能耗的一半左右，是空调节能的主要内容。 水或空气输送系统节能 [9] 一般空。